石墨烯是目前唯一存在的二维原子晶体材料,其优异的力学性能,高透光率,良好的导电性,优异的柔韧性以及化学稳定性使其在导电薄膜材料领域具有非常巨大的应用潜力.主要针对石墨烯薄膜的多种制备方法进行分析并对石墨烯薄膜在电子材料中的应用研究进展进行了综述,同时对其发展前景进行了展望。
以石墨烯为代表的二维材料在替代传统半导体材料道路上，也面临着许多挑战。就像制造硅芯片的原材料是一片片硅单晶晶圆，二维微电子材料的器件应用也需要制备出石墨烯晶圆。“高质量石墨烯单晶制备被誉为石墨烯材料‘皇冠上的明珠’。”中科院上海微系统所研究员吴天如说，“我们花10年工夫，终于掌握了石墨烯单晶晶圆可控制备技术，实现了4—8英寸单晶的小批量生产。”
在国家科技重大专项、上海市科委项目支持下，谢晓明团队解决了用籽晶制备单晶的技术难题，让一个几百微米大小的石墨烯籽晶在二维平面上生长。经过约2.5小时，籽晶能生长成1.5英寸大小的石墨烯单晶，生长速度和单晶尺寸都创造了世界纪录。经过后期设计优化，这个团队已能制备8英寸石墨烯单晶晶圆。
中科院上海微系统所还在国际上首次实现了半导体锗基石墨烯CVD（化学气相沉积）制备，研制出4英寸锗基石墨烯晶圆。这种材料与当前主流的集成电路制造工艺线有良好的兼容性。微系统所研制出的另一种二维材料名为六方氮化硼，它俗称“白石墨烯”，与石墨烯结构类似，却是绝缘体。这对“黑白搭档”相互配合，既能提升材料综合性能，又有利于开发出新的器件功能。
